世界卫生组织国际癌症研究机构于2013年进行了一项评估,结论是空气污染对人类有致癌作用,癌症,特别是肺癌发病率的提高与空气污染的颗粒物质成分有极密切的关系。此外,这项评估还注意到尿道/膀胱癌的增加与空气污染也有关联。城市和农村地区的环境空气污染每年导致全世界370万人过早死亡,原因是暴露于直径10微米或更小的颗粒物质(PM10)中,这些颗粒物能导致心血管和呼吸道疾病以及癌症发生。生活在低收入和中等收入国家的人们受到更为严重的影响,370万例过早死亡中88%发生在低收入和中等收入国家,世界卫生组织西太平洋区域和东南亚区域的负担最大。最新的负担估算表明,空气污染在心血管疾病和过早死亡方面所起的作用非常显著——远远超出科学家们先前的认知。空气污染的大多数来源远非个人所能控制,需要各个城市以及交通运输、能源废弃物管理、建筑和农业等部门的国家和国际决策者们采取行动。因此,各个国家和组织均颁布了环境空气质量标准,以保护和改善生活环境、生态环境,保障人体健康。
中国《环境空气质量标准》自1982年首次颁布以来,又分别在1996年、2000年和2012年三次修订,最新修改的2012年修订版标准经过几年在全国小范围分期逐步试运行,自2016年1月1日起在全国范围内正式实施。
《环境空气质量标准》规定了环境空气质量功能区的划分、标准分级、污染物项目、取值时间及浓度限值,采样与分析方法及数据统计的有效性规定及实施与监督等内容,主要用于环境空气质量评价与管理。其中2012年修订版标准中将环境空气功能区分为两类:一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域;二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区。一类区适用一级浓度值,二类区适用二级浓度值。
2012年修订版标准中规定的污染物项目有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、颗粒物(粒径≤10μm)、颗粒物(粒径≤2.5μm)、总悬浮颗粒物、氮氧化物、铅、苯并芘。按照污染物的存在形态,可将其分为固体悬浮污染物和气态污染物两大类。
随着我国经济社会的快速发展,以煤炭为主的能源消耗大幅攀升,火力发电、钢铁制造等重工业都需要靠大量燃煤来获得利益,这也使得我国空气中二氧化硫的含量较高。而随着社会经济发展,人们生活水平提高,我国的机动车保有量急剧增加,这使得空气中二氧化氮和氮氧化物的浓度增加。表2 1列举了2012年修订版标准中的部分污染物项目及其限值。
表2-1 2012年版《环境空气质量标准》中的污染物项目及其限值
我国的《环境空气质量标准》自1982年初制定后分别经历了1996年、2000年、2012年三次修订。1982年,结合当时的大气污染状况以及技术发展情况,我国首次制定了《环境空气质量标准》。当时大气中的主要污染物为二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物和飘尘,大气污染物的70%来源于燃料的燃烧,污染物多来源于工厂废气。
随着经济水平的提高和技术的进步,1996年第一次修订后的《环境空气质量标准》增加了二氧化氮、铅、苯并芘、氟化物等污染物项目。2012年,PM2.5作为备受人们关注的污染物加入到了新修订的标准中,同时也相应地加严了可吸入颗粒物(PM10)、二氧化氮等污染物的限值要求。具体污染物项目上的变化可见表2 2。
表2-2 我国《环境空气质量标准》涉及的污染物变化
除了在污染物项目上有所变化,《环境空气质量标准》在各污染物的浓度限值上也有所调整。表2 3展示的是1982年、1996年、2012年三版《环境空气质量标准》中大气颗粒物所涉及的污染物项目限值,从中可以看出《环境空气质量标准》对颗粒物的限制是日趋严格。
表2-3 我国不同时期的《环境空气质量标准》中颗粒物限值
随着监测技术的发展,监测能力不断提高,空气污染物的监测分析方法也逐渐完善。从1982年单一的监测方法发展到现在的多种方法,形成了较完善的采样分析体系,这使得环境空气污染物的监测分析更加准确可靠。1996年开始出现化学发光法、紫外荧光法等自动分析方法,这些方法可以减少人为干扰,使监测数据更加精确。2012年标准中提供了更多的监测方法,并将其精确地划分为手工分析方法和自动分析方法两类,而且在原有自动分析方法的基础上,新增了气体滤波相关红外吸收法、差分吸收光谱分析法、非分散红外吸收法等部分污染物的自动分析方法,使监测形式多样化。
此外,对于空气质量的评价,从API(空气污染指数)变更为AQI(空气质量指数),更加全面准确地反映了空气质量状况。参评指标增加了O3、CO和PM2.5三项环境质量指数评价因子,以更好地表征环境空气质量状况,反映我国当前复合型大气污染形势;发布的内容包括了更多的信息,并增加了各污染物浓度及空气质量指数,用空气质量指数替代了污染指数;统计的时间也更加频繁,新增实时报告,以1小时为间隔,滚动发布24小时空气质量状况,方便公众实时了解当前的空气质量状况;同时调整了指数分级分类表达方式,与对应级别空气状况对人体健康影响的描述更匹配。
比较我国与发达国家或地区现行的环境空气质量标准,可以发现PM2.5已经成为各个国家和地区共同重视的污染物之一。欧盟和日本所使用的空气质量标准中所包含的污染物项目相对较为全面,都含有苯的标准。欧盟还将砷、镉、镍等重金属纳入标准中。日本标准中还有三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)、二氯甲烷(CH2Cl2)、二!英类等污染物项目(见表2 4)。美国空气质量标准中的Pb是环境空气质量评价的因子。
表2-4 各国环境空气质量标准中所涉及的污染物项目
美国空气质量标准中将限值等级分为初级和次级。欧盟《环境空气质量指令》为其当时28个成员国制定污染物的限定值和目标值。但其中只有限定值为强制执行标准,目标值只是最后期限内的选择执行标准。图2-1所示的为主要国家或地区的环境空气质量标准中PM2.5的浓度限值,为了方便比较同一污染物项目的限值,选取美国空气质量标准中的初级值、欧盟《环境空气质量指令》中的限定值,世界卫生组织(WHO)选取的是标准值。
图2-1 主要国家或地区的环境空气质量标准中
从图2-1可以看出,我国的环境空气质量标准中一级标准已经与世界各发达国家或地区的相关标准接近,但二级标准远高于其他国家或地区的标准值。值得注意的是,我国的一级标准主要用于自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域,而对普通民众的身体健康影响更大的居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区等执行二级标准。世界卫生组织出版的相关报告显示,日均PM2.5浓度在75μg/m3时,即使是短期暴露也会增加5%的死亡率。而年均PM2.5浓度在35μg/m3时,相对于标准值而言,长期暴露会增加约3%的死亡风险。同时世界卫生组织规定的标准值是指日均浓度为25μg/m3,年均浓度为10μg/m3,人们暴露在这种环境下较为安全。